利用matlab绘制电基本振子E面方向图和空间立体方向图-(2)

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Matlab模拟静电场三维图与恒定电流场模拟静电场

Matlab模拟静电场三维图与恒定电流场模拟静电场

Matlab 模拟静电场三维图与恒定电流场模拟静电场1 引言对于静电场的描绘有很多方法以及改进。

代伟等人对传统的恒定电流法模拟静电场的实验做出了导电介质、等位点观测以及等位点记录等方面做了改进,使实验结果更加精确。

而对于Matlab 描绘静电场中,王明美利用streamline 命令描绘出了一对点电荷的二维电力线和等势线。

王静将两点电荷的电荷量改为比值,对Matlab 描绘静电场实验进行了优化[3]。

周胜利用循环和ode45 解微分方程的方法描绘出点电荷的电场。

张雅男等人对恒定电流模拟静电场和matlab 模拟静电场二维情况下绘制出的图形进行比较,并且通过分析得出两种方法所得的结果相似却并不完全一致。

本文通过比较matlab 来模拟描绘电荷对之间的静电场的方法与恒定电流法描绘静电场的方法,对两种实验的原理、过程以及结果进行比较,进而了解两种方法之间的区别、联系以及优缺点。

2 利用恒定电流场模拟静电场2.1 简介恒定电流场模拟静电场实验原理带电体在周围空间产生的电场可以用电场强度 E 或者电势U 来描述。

由于静电场中不会有电流,不能够用直流电表直接测量。

而静电式仪表要用到金属制的探头,当探头伸入静电场中时,静电场会发生显著变化。

不能够直接在静电场中绘制等势线。

而从静电场和电流场都引入电势U,都遵守高斯定理等相似的地方,所以可以利用恒定电流场来对静电场进行模拟。

2.2 恒定电流场模拟静电场实验当绘制点电荷对电场时,通过两个电极接到导电介质上,再在电极上加上恒定直流电压,就可以得到了恒定电流场。

导电介质可以选取导电纸、水、导电玻璃等,本文选用的导电介质是导电纸。

实验结果可以利用等臂记录法、复写纸法、放大尺法等方法来记录。

本文利用了补偿法电路[6]和复写纸法来寻找等势点并减小误差。

并且绘制出了等量异号点电荷对形成的等势线以及电力线,并且取点在excel 中拟合出图形,如图1。

图 1 等量异种点电荷的等势线和电力线Fig.1 The power line and potential of a pair of diffientclass equivalent point charges图 1 显示:等量异种点电荷等势线越靠近电荷越密集。

讲稿版利用Matlab模拟点电荷电场的分布

讲稿版利用Matlab模拟点电荷电场的分布

利用MATLAB 模拟点电荷电势的分布一、目的1.熟悉单个点电荷及一对点电荷的电势分布情况;2.学会使用MATLAB 进行数值计算,并绘出相应的图形;二、原理根据库仑定律:在真空中,两个静止点电荷之间的作用力与这两个电荷的电量乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比,作用力的方向在两个电荷的连线上,两电荷同号为斥力,异号为吸引力,它们之间的力F 满足:R RQ Q k F 221=(式1) 由电场强度E 的定义可知:R RkQ E 2=(式2) 对于点电荷,根据场论基础中的定义,有势场E 的势函数为R kQ U =(式3) 在MATLAB 中,由以上公式算出各点的电势U ,可以用MATLAB 自带的库函数绘出相应的电势分布情况。

三、MATLAB 基本语法(一)标识符与数标识符是标志变量名、常量名、函数名和文件名的字符串的总称。

(二)矩阵及其元素的赋值赋值就是把数赋予代表常量或变量的标识符。

MATLAB 中的变量或常量都代表矩阵,标量应看作1×1价的矩阵。

赋值语句的一般形式为变量=表达式(或数)列如,输入语句a=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]则显示结果为a=1 2 34 5 67 8 9输入 x=[1 2 3 4 5 6 7 8 9]结果为x= 1 2 3 4 5 6 7 8 9可以看出,矩阵的值放在方括号中,同一行中各元素之间以逗号或空格分开,不同行的元素以分号隔开。

语句的结尾可用回车或逗号“,”,此时会立即显示运算结果;如果不希望显示结果,就以分号“;”结尾再回车,此时运算仍然执行,只是不作显示。

变量的元素用圆括号“()”中的数字(也称为下标)来注明,一维矩阵(也称数组)中的元素用一个下标表示,二维矩阵可有两个下标数,以逗号分开。

在MATLAB中可以单独给元素赋值,例如,a(2,3)=6,x(2)=2等。

(三)元素群运算把n×m矩阵中的每个元素当作对象,成群地执行某种运算,称为元素群运算。

用matlab数值分析报告电偶极子地等电势图和电场线图

用matlab数值分析报告电偶极子地等电势图和电场线图

合肥学院创新课程设计报告题目:用matlab分析电偶极子的等电势图和电场线系别:电子信息与电气工程系专业:通信工程专业班级: 14姓名:导师:成绩:2013 年《通信技术综合创新课程设计》任务书目录电偶极子的等电势图和电场 (5)一电偶极子原理以及相关知识 (5)1.1 电偶极子定义 (5)1.2 电偶极子原理 (6)二演示程序 (9)2.1电偶极子电势在matlab中的模拟 (9)2.2电偶极子电场在matlab中的模拟 (11)三结束语 (13)四参考文献 (13)电偶极子的等电势图和电场一电偶极子原理以及相关知识1.1 电偶极子定义一个实体,它在距离充分大于本身几何尺寸的一切点处产生的电场强度都和一对等值异号的分开的点电荷所产生的电场强度相同。

电偶极子(electric dipole)是两个相距很近的等量异号点电荷组成的系统。

电偶极子的特征用电偶极距P=lq描述,其中l是两点电荷之间的距离,l和P的方向规定由-q指向+q。

电偶极子在外电场中受力矩作用而旋转,使其电偶极矩转向外电场方向。

电偶极矩就是电偶极子在单位外电场下可能受到的最大力矩,故简称电矩。

如果外电场不均匀,除受力矩外,电偶极子还要受到平移作用。

电偶极子产生的电场是构成它的正、负点电荷产生的电场之和。

1.2 电偶极子原理两个点电荷q和-q间的距离为L。

此电偶极子在场点P 处产生的电位等于两个点电荷在该点的电位之和,即(1)图(1)表示中心位于坐标系原点上的一个电偶极子,它的轴线与Z轴重合,其中与分别是q和-q到P 点的距离。

图1 电偶极子一般情况下,我们关心的是电偶极子产生的远区场,即负偶极子到场点的距离r 远远大于偶极子长度L的情形,此时可以的到电偶极子的远区表达式(2)可见电偶极子的远区电位与成正比,与的平方成反比,并且和场点位置矢量与轴的夹角有关。

为了便于描述电偶极子,引入一个矢量P,摸P=q L,方向由-q指向q,称之为此电偶极子的电矩矢量,简称为偶极矩,记作P=q L (3)此时(2)式又可以写成(4)电偶极子的远区电场强度可由(4)式求梯度得到。

利用Matlab模拟点电荷系的电场线和等势面

利用Matlab模拟点电荷系的电场线和等势面

利用Matlab模拟点电荷系的电场线和等势面
陈伟;易志俊;丁益民
【期刊名称】《大学物理实验》
【年(卷),期】2014(027)003
【摘要】根据电场叠加原理,利用Matlab的绘图功能,绘出二维平面内点电荷系的等势面和电场线.以三个点电荷为例,模拟了它们的电场线和等势面,并通过改变电荷的位置和电荷量的大小对电场的分布情况进行分析比较,在教学中能起到很好的演示作用.
【总页数】3页(P94-96)
【作者】陈伟;易志俊;丁益民
【作者单位】湖北大学,湖北武汉430062;湖北大学,湖北武汉430062;湖北大学,湖北武汉430062
【正文语种】中文
【中图分类】O4-39
【相关文献】
1.利用 Canvas 描绘多个点电荷的电场线和等势面 [J], 徐维祯;林国华;李鹏飞
2.利用运动模拟绘制点电荷的电场线和等势线 [J], 曹盼
3.运用MATLAB程序演示点电荷系的等势面 [J], 林国华;王永顺
4.点电荷系电场线与等势面的MATLAB仿真 [J], 刘艳磊;李春燕;张军海;王雷;孙秋华
5.基于Matlab模拟点电荷电场线和等势线 [J], 张雷
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利用Matlab模拟点电荷电场的分布的仿真实验报告解读

利用Matlab模拟点电荷电场的分布的仿真实验报告解读

利用Mat lab損拟点电荷电场的分布一・实验目的:1. 烬思融个点电命及时点电&的电场分布愴况i2. 儒会便HI 计卸.并绘出Hl应的图移二・实验原理:眾厳冷伦;口人作何空中.曲个»itA电尙Z何的作用力与这构个电荷的电fit蔡枳成正It.弓它的平方谥反比.作用力的方向金电倚的连段1・曲电斥力.wy W力.它们2何的力$滑足*4式U山电场誉咬[的ill文顼知*(式2)<1 TA电荷.根卅场论垩的中的迄义.<1的场[的的晦数为(/•学R(A 3)向 E.-0U d(i M4lUt> P.由以上公式W Hl ft AM电钓U・电场新唱(右.可以用Malhb门谐的相应电荷的电场分衛情况.三.实匕内容1. ■草个点电背的平■电场线9等勞纽尊祈线就乂以电荷为中心・用MalUb価零铃歿电加曲札鼎电力用3 为k・9・t••电St可取为q・“g 般大的*勢銭的Y径凶逐比射线的丫栓小 A. r^Ql.H电势为屿二丄%・如果从外到中茶等野线.MVlfi的邯针找的电5迄*外面的护乩騒么缶*饯的电紡用向吊丧不切—亦刑“(1以7)・%・从"判巾丸偶数个点.RtaiooV点.传嵐中心点的生轿慢ilo・/点的坐杯町用向IB灰示I x./imparr(-j;.G.IOO).在血fl!樂标系中町形阪期悟世标:[儿町二林心皿(町・*点到廩点的为:F二儿八2・丫厂2・fiMaUA中进行喉方运"时・桑方号曲面更加点.戏示对交■中的元It透务彙方计算・备点的电势为(/“S "同什饱.住进h»iAizi»W.聲号前面也"加点.冋什住不时变鍛中的兀素进打除決运A用等矗线命令出帑勞线. 節图谕EKRWtaF:■■个迄电"0・2】■■••icr 肌■比■常■q・1.6・W“” Qit电•电■ rO-O.l;■电场纽g戊丫怜thota-llnspacetO^^^plUS); [x9y]-pcl2cart(th«ta fl aU x>lxj0.05«x]j y-(y;0.05e y:; quiwr<Mry.O.S*x.0.5*yI plotlx«y) hold on u-k*q/rO|ul-lm&p»c4( X v3*7)*u;x-Lln5pAC«(-0.1>0.19100)| |X,YI “・*hgr idf M);rX-Bqrt(x.e2»Y.M2>;U-k.•q-/rl;contourfX^Y^U.ulI电背馆丫血电场Mft*, v fontBixeS20l>U^bS xl«fc*ll*r\*font*iie\lS>tU>b«*kyUbell •t<U)\t font»ite\16l2. Hi 一对走电債的平Ifc 电场嫂与羚毎绘 程序代刑如Fi电&林的电场絃和线■电■比〈焼•!小曲电■比点电價H 釣电址线和*铃銀只鬲占* qgtUM 》x-Ue>sp4C«(-x».xa); y-lin»p4c«( -yw.ya): !X«Y)-TC9hgrld<x r y>2 Rl-3qrtHX«l>.*2<Y.*2); R2-flqrtllX-l>.A2<Y.*2); U-l./RUq./R2; u ・l:0.5:4; figurecoAtourIX,Y r U e uigrid on l«q«nd(nuB^str1u*)> bold on plol<|-xjT>;xn}. *0;01» ploKIOrOUI ywuynH plot<-l«Q» *o*,^Kark^rStx*4 ・12) pl^Kl.O. e o*»<Nerk«rSia«* «12>tEx,IyJ^radl«nt(-U f x(2>-xm <y<2>-y<ll>MR1 电付 H 反欢第・的卿个分・ dehl-20| ・4垃电场纽角用・(■thl-<dthl :dthl :ie0-dthl)*pl/160; ♦电f 的 rO-O.U«l-rO-c© ・2bl >-l;Q 电场线的■堡标■电场4的q-1; xr>2«5; 眄2$■■帘体沟■电勢MHi«itra««u«BUM»ifUMIUfll i**ra:个壬电丄yl-rO a iln<thlMAtreABlXne(X.Y«Ex9Ey.x2.yl) ■•庄卜电初i&treanIlne(X.-Y«£x,-Ey,xl.-yl> ■・圧*电场红dth2^dthl/qi itiiH电你傀仪但*th2-<180-dtb2:-clth2:dth2rpX/ie0; ■电场n«lCteftrtx2«rO*coB<th2Hl; ■电场线钟V力■上”y2«rO a s:n<th2»; ♦电绻很的atr«aBllne(X.Y.b v Ey.x2r y2lstr«Mlina(X v-Y«Kx0-Ky r x2.-*y2) tH/iF电场幼«xl> eqS tl<3httitlec电场岐xlabcK a r\ e fMt91ze\14> QU联■住毎ylabclfl e E<U)\ e fontslzo\l()nct-l •卍Utt八仇Q\g2八让S«ul・・ n®2atr(ql IM«»tttAt»Nt(* m. /M-0.3r txt«*fonts&ae9«1€)' SI示电*比耿厂I靱厂"卜出点电的W的电场线和馬势统如图? ffi/ii:K2 - 电背的平面电场爼与粤竹怨“£・护三眄(1)甲个电備的;[M电场分布如闺3所不ffi 3 MX个电苗的立体电场分術畀汗代田如F:个电績“"电场仔令k«5•10*Sjq-10A|-^);r0-0.1;uO-k e q/rO|[X•丫“[•■phoir・ W e・rO・)U : I *iy-rO e Y( 11 ■匹•M・2( :l • jx«f X;v.»ro4(•&>•<«) Hiy-lyII«roI) J ;!•(*;x«roMl ・(*♦(*) I I; plot3(x.y«t); hold ©<iu・l"・pec・(1.3・5)・uOH)C・Y・Zl・ sph«rv;r-«e q./\>;ZIX<OAYcfll-nanjfor 1-1x5 surttrf ll A X*rlll<Y«rU)<ZI♦n<1shading int<»rpUtleC*个电紆訝代电场分命•••“"■“■••20八/乐标11 xlaMirxS e:onts:z«\X«) yla^X(e y^a:ontslzo\2«>zlab«:( *x\e:Gnt&:2«S16> 护警牛*(2)需■同号点电債时的电场理咬分It的占血设两个点电爸的电At为Q.场APd. r)的场色的舅分St为场強的y分■为g严咯mq♦聖■■&•HWHftiX 系M坨MS 磁*・<0•■[("釧7丁厂[(—盯・>丁(6b) 4%;匕足買的令确It融v的n^6t:匕是■的偶常放・足y的命的畝・匕和 &的空阿分布比牧乂余•需©通过■而相僅找乂不兴分布《1律・取匕・kQ/『为电场期电场強度釣分■町衣示为Z)尸〃九”♦/-yr八【注・<・广严)・(63)图点电荷时的电场侵度分■的曲囱axis tight%«KMi理庠代码如Fl电紳H 的电场無电分■的tlAiW 电场乞*分・的•如1cle«rrl3--(tx<D.-2<y.*2l.-<3/2r ; 左山喊点的护寓的 £»^字符席r23-•dx -X>.-2^y.-2H-(3/2r ;%«*M6边用內f)■禹的二次方字符“Ex-ir»Xln«<rix*l)./- «13 ・4<* 11./- r23|);mam* By-lnXlM<(v y./v rl3 •*/./• r23)l; %«>»« y 5f ffl-16;■字It 大小 ■・ *kCHI眄2・5『 x«linspac<(-xn«xn 9501; ylin»p«c«(-ywi«yn tf 40li (X.Y1-Mah9rid|x 9y>i subplot 1123); surf(x 0y«Ex(X«YI) box on tltl«(• T ・HI 号炉KG 场・dtJt'E $t*AdD*• 'fontsixc 4.:aHxUbell «fa>*41 爪・卷你yUb«)r\Ky/a\a fMteU9\r«>tUb«ll •MtK.x/MQ^Xrtn - - *2*. •fonltU*' •"八41 示鼻维蒔 •Xia tiahttKIhMl subplot < 122)i tMtfnman 2 sutr (x.y«£y(X.Y|) ■•■Mbox onalatoell ^ltx/a*«^fontsixe* .fa) ■里示*■标 Qll 示 a*u四.实匕总结Ihr 电场不业.換不忆 它不ft 好通的“三物质雾謀由尿7\分子构 成.也没有可见的形态.fiKHW 可以護检測的运动速度.能■和动占有空 刚.M 斡真实的客或仔任・实lAVkAMimvhABiM*M«aai tta*絵中通过仿真软件MATIAB绘出的电场(或电势)的分布怕・讣我们对电场这艸桁喷右了屯律的峪斤认识.用MATIAB 101 HI的立体用也更冇利『对电场的nw.对丁对应如识的理解和吸ftwitt大的ffiitt.在以噸的学刃中•我仅只是佚用MATLAB的litfl计氛的功絶•通过这个实勉对于MATLAB强大的仿血功能有r出加渾対的r*i.为滋圧次的学列此软件开r -个很好的头.4il MAUAB ■出的电场线和聲勞找能U澤我们对电场的了酬. 任角闍的辻程中・个电術电■相等时•电场线和第的线对中*线业対称的.出芍个点背电■不H1尊时.电场线势找对中•役圧不对片的•但足电场找和等的线仍堆4111的.MU.咬心地鴉謝,老帅构朱帅兄在实购叩给卩的IB牙!。

基于MATLAB的点电荷系电场分布的用户图形界面设计

基于MATLAB的点电荷系电场分布的用户图形界面设计

基于MATLAB的点电荷系电场分布的用户图形界面设计栾玲;刘杰;冯立军【摘要】电场强度与电势是描述静电场性质的重要物理量,利用电场线与等势面可以形象地描述静电场的分布,对其进行数值计算和模拟显示,可以使教学内容更加直观,提高教学效率.本文利用MATLAB编程和MATLAB的GUIDE开发了点电荷系所形成的电场场强分布及电势分布的用户图形界面(GUI),实现了二维平面内任意点电荷系电场的电场线和等势面分布的可视化,并可以方便地调整电荷数目、电量及位置并实时显示,在教学中能起到很好的演示作用.【期刊名称】《物理与工程》【年(卷),期】2016(026)004【总页数】4页(P72-74,78)【关键词】Matlab;用户图形界面;等势面;电场线【作者】栾玲;刘杰;冯立军【作者单位】大连大学物理科学与技术学院,辽宁大连 116622;大连大学物理科学与技术学院,辽宁大连 116622;海军大连舰艇学院基础部,辽宁大连 116018【正文语种】中文静电场是大学物理教学的重要组成部分.由于场的概念比较抽象,学生对其理解相对困难.电场线与等势面可以形象地描述静电场的分布,因此研究用计算机绘制电场线和等势面具有重要的现实意义.近年来一些文献利用各类工程计算和数据分析软件,对静电场的分布进行数值计算和模拟显示,但其研究往往局限于特定点数目、电量和特定位置的点电荷系[1-3].本文利用Matlab这一高级矩阵语言的强大矩阵运算能力和图形显示能力,直接计算出任意点电荷系在平面各点的电势和电场强度,然后针对数值计算结果,利用Matlab的GUIDE开发了点电荷系电场分布的用户图形界面(GUI),绘制出等势线以及电场线的矢量图.用户根据需求在一定范围内任意调整各点电荷的数目、电量及位置,即可实时显示出该条件下的电场线和等势面,具有良好的交互性,便于学生进行自主学习.设真空中某平面上分布有若干个点电荷,电量分别为Q1,Q2,Q3,……,Qn,则点电荷系在场点P的电场强度为[4]式中,ri为点电荷Qi到场点P的距离,ei为Qi指向场点P的位矢ri的单位矢量. 建立平面直角坐标系,设场点P的坐标为(x,y)、点电荷Qi的坐标为(xi,yi),则点电荷Qi在场点P处的电场强度的数值为其分量分别为则点电荷系在场点P处的电场强度为该点电荷系在场点P的电势为[4]2.1 界面设计GUI(Graphical User Interface),即图形用户接口,是一个整合了诸如窗口、图标、按钮、菜单和文本等图形对象的用户接口.选中或者激活这些对象通常都会导致某个动作或变化的发生.最常用的激活方法是用鼠标或其他定点设备来控制屏幕上指针或光标的移动,并通过按下鼠标按键通知应用程序选中一个对象或要执行其他的操作[5].GUIDE全称为Graphical User Interface Development Environment,是Matlab提供的用于开发GUI的专用环境.在编辑器中使用鼠标拖动需要的控件进行布局.界面分为图形显示和参数设定两个区域.图形显示设置有axes控件,用于电场线及等势线的显示.参数设定区域设置有“基本参数”“当前调整电荷”“显示模式”“点电荷相关参数”4个uipanel.“基本参数”uipanel设定点电荷的数目以及显示电场线时矢量箭头的大小比例,2个参数可以通过Edit Text输入,也可以使用Slider连续调整.“点电荷相关参数”uipanel集中设定点电荷的坐标、电量等参数.“当前调整电荷”uipanel通过Radio Button来设定当前调整的是哪一个电荷的参数.“显示模式”uipanel通过Radio Button设定电荷分布于二维平面上或是三维立体空间内.各控件拖放完成后,要对其属性进行适当设置.如各控件的Tag值、取值范围、缺省值,Slider控件的步长,以及各控件的callback属性等.其中Tag值影响到回调操作,而callback属性直接定义控件对象的控制动作.3.2 M文件与callback函数GUI的M文件是由GUIDE命令生成的,它控制整个GUI并决定它对用户的行为进行响应.但是GUIDE命令只产生了M文件的骨架,为了实现必要的功能,用户必须对各个响应进行编程,即编写callback函数.编写callback函数时,要注意以下几个方面的问题:(1)Edit Text与Slider的协调由于多个参数都可以通过Edit Text或Slider输入,在使用一个控件输入时,另一个控件的值要随之改变,并做出相应的显示.而且各控件的取值要合理,如不能出现非整数个电荷数,不允许输入非数字的字符.必要时要通过程序检错和自动纠错. (2)Radio Button的显示当设定了点电荷的数目时,“当前调整”uipanel中要显示相应的Radio Button.例如,电荷数目为“1”时,只显示标记为“1”的Radio Button;电荷数目为“2”时,显示标记为“1”和“2”的2个Radio Button;以此类推.(3)电荷的空间分布当电荷分布于二维平面上时,平面内电场强度的分布、等势线的分布以及电场强度与等势线的关系,在图形中都能够清晰准确地显示,便于学生观察理解.而考虑到普遍性,电荷可能分布于三维空间中.需要对三维情况中的电场强度分布重新计算,并进行绘图处理.由于数据处理及绘图的复杂性,程序中对于步长的处理可不同于二维情况.(4)电场分布的实时显示当重新设定了某个参数时,要立即刷新显示出当前条件下的电场线与等势线.如图2正电荷以红色“+”表示,负电荷以蓝色“-”表示.等势线依其电势的高低,从红色逐渐过渡到蓝色.用箭头表示各点的电场强度的方向,箭头的长度取决于该点场强的大小.当箭头过小不便于观察时,通过改变“场强显示比例”同步按比例地调整各箭头的大小.设定显示模式为“2D”,即电荷分布于同一平面,在该平面内观察电场强度及电势的分布.此时“点电荷相关参数”uipanel只允许设定电荷的x、y坐标及电量,而不显示设定z坐标的Edit Text和Slider.取点电荷数目为4,设各点电荷的坐标分别为(-3,0)、(3,0)、(0,3)、(0,-3),电量分别为+1c、+1c、+1c和-1c,电场分布如图2所示.用Edit Text控件或Slider控件改变各点电荷的坐标或电量,可以看到电场分布的动态演化.设定显示模式为“3D”,即电荷分布于三维立体空间中.“点电荷相关参数”uipanel中出现设定z坐标的Edit Text和Slider.其余参数则继承了二维情况时的各参数值.此时电场空间分布如图3所示.同样,通过Edit Text控件或Slider控件改变各点电荷的参数,可以看到电场空间分布的动态演化.由于点电荷的数目、坐标、电量等可以任意设置,尤其是可以通过Slider控件不间断地连续调整参数,可以观察到电场的动态变化.4 结语利用MATLAB设计了点电荷系电场分布的用户图形界面,实现了电荷数目不限的点电荷系电场线和等势面分布的计算和显示.用户图形界面,不需要改动源程序,就可以任意设定电荷的数量、位置及电荷量,可以直观地分析比较不同条件下的电场分布情况,具有良好交互性,使用过程简单、清晰.【相关文献】[1]莫照,胡奇光.用计算机模拟点电荷在二维平面上的静电场[J].大学物理,2003,1(22):31-33.[2]刘雅彬,鲁晓东.Matlab对静电场等势线的最小二乘描绘[J].大学物理实验,2013,2(26):82-84.[3]陈伟,易志俊,丁益民.利用Matlab模拟点电荷系的电场线和等势面[J].大学物理实验,2014,3(27):94-96.[4]马文蔚.物理学(上册)[M].北京:高等教育出版社,2006: 154-178.[5]亨塞尔曼.精通Matlab7[M].北京:清华大学出版社,2006: 440-463.。

matlab三维绘图ppt课件

matlab三维绘图ppt课件

title('交线')
13
xx
马鞍面、平面及交线
14
xx
三维图形的控制命令
视角控制命令view
view(az,el)
设置查看三维图的 视点。az为水平方 位角,从y轴负方向 开始,逆时针旋转 为正;el为垂直方 位角,以向z轴方向 旋转为正。三维默 认视角为az=-37.5, el=30
与三维网格图的区别: 网格图:线条有颜色,空挡没有颜色 曲面图:线条是黑色,空挡有颜色(把线条之间的
空挡填充颜色,沿z轴按每一网格变化)
10
xx
例:绘制函数 z xe(x2y2 ) , 2 x, y 2
,比较指令mesh和surf。
的图像
解:matlab命令为:
t=-2:0.1:2; [x,y]=meshgrid(t); z=x.*exp(-x.^2-y.^2); subplot(1,2,1),mesh(x,y,z),title('网格图') subplot(1,2,2),surf(x,y,z),title('曲面图')
的背景设置为color_option指定的颜色
见P70 例4-36
20
图形颜色控制命令colormap
colormap([R,G,B]) 用单色绘图, [R,G,B]代表一 个配色方案,取值在[0,1]之间。通过对R、G、B大 小的设置,可以调制出不同的颜色。p71表4-5
colormap(CM) CM为色图矩阵。色图为m*3的 矩阵。Matlab预定义了一些色图矩阵的值,表4-6 为常用的色图矩阵。
MATLAB 绘图
xx
1
三维曲线绘图 三维曲面绘图

用Matlab语言描绘三维空间中点电荷的电势分布

用Matlab语言描绘三维空间中点电荷的电势分布

用MABLAB描述三维空间中点电荷的电势分布摘要:MATLAB语言是一种科学计算语言,所运用的范围非常广阔,利用MATLAB 语言可以解决诸多问题,如本文所要解决的点电荷的三维空间电势的分布,电势是点电荷电场的一个重要性质,了解电势的性质对理解电场很有帮助,所以,本论文重点讨论用MATLAB语言描绘电势在三维空间中的分布问题。

关键词:MATLAB 点电荷电势引言:MATLAB语言是一种科学计算语言,它功能强,效率高,而且简单易学,所以,所被运用的范围非常大,能够解决线性代数,自动控制理论,数字信号处理,时间序列分析,动态系统仿真,图像处理等诸多问题,MATLAB语言简单易懂,丰富多样,尤其能够数据可视化,以达到真正理解的目的。

用MATLAB语言来解决很多物理领域的问题,是一种很好很简捷的方法,而且丰富的二维,三维图像信息能够证明模糊的疑问,使问题清晰化,简明化。

接下来,我们将运用MATLAB语言通过编程来解决三维空间中点电荷的电势分布问题。

一程序构思在高中和大学,我们都大量地学习过关于电场这方面的知识,电场是一种特殊的物质,它看不见,摸不到,但是却存在于真实的空间中,为了研究它的性质,我们需要用一些实型来真实地表达出,于是,人们假象出了电场线这一物质,电场线不是随意地画出的,而是依据了一定的规律,从高中和大学的课本上都可知,电场线的方向是根据电势的某个趋势而改变的,电场线的方向也是电势逐渐降低的方向,而且正电荷和负电荷的电势分布又有所不同,正点电荷是随着距离的增大逐渐减小,负点电荷的电势是随着距离的增大逐渐增大,由此看来,电势最能提体现电场的特点,要想研究电场的性质,首先需要知道电势的分布情况,因此,在这篇文章中重点讨论不同情况下点电荷的电势分布。

而且运用MATLAB语言将电势的分布生动地体现在三维空间中,来证明电势的这个分布特点,二相关的物理知识及MATLAB知识由物理公式可知电场中电势的公式为U=q/4πεr,跟据此公式可以求出距点荷距离为r 处的电势;其中还须知道此点电荷的空间坐标,其中,r=2020)()(y y x x -+-。

利用Matlab 模拟点电荷电场的分布的仿真实验报告

利用Matlab 模拟点电荷电场的分布的仿真实验报告

kQ( x a) kQ( x a) , 2 2 3/ 2 [( x a ) y ] [( x a) 2 y 2 ]3/ 2 kQy kQy 。 2 2 3/ 2 [( x a ) y ] [( x a) 2 y 2 ]3/ 2
(6a)
Ey
(6b)
可见:Ex 是 x 的奇函数,是 y 的偶函数;Ey 是 x 的偶函数,是 y 的奇函数。Ex 和 Ey 的空间分布比较复杂,需要通过曲面和曲线显示其分布规律。 2 取 E0 = kQ/a 为电场强度单位,则电场强度的分量可表示为
利用 Matlab 模拟点电荷电场的分布
一、实验目的:
1.熟悉单个点电荷及一对点电荷的电场分布情况; 2.学会使用 Matlab 进行数值计算,并绘出相应的图形;
二、实验原理:
根据库伦定律:在真空中,两个静止点电荷之间的作用力与这两个电荷的电 量乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比,作用力的方向在两个电荷的连线 上,两电荷同号为斥力,异号为吸力,它们之间的力 F 满足: QQ ˆ F k 1 21 R (式 1) R 由电场强度 E 的定义可知:
%字体大小 %横坐标范围 %纵坐标范围 %横坐标向量 %纵坐标向量(绕过奇点) %设置坐标网点 %创建图形窗口 1 %画曲面 %加框
title('等量同号点电荷场强\itx\rm 分量曲面','fontsize',fs)%显示标题 xlabel('\itx/a','fontsize',fs) ylabel('\ity/a','fontsize',fs) %显示横坐标 %显示纵坐标
txt=['电荷比:\itQ\rm_2/\itQ\rm_1=' num2str(q)];%电荷比文本 text(-xm,-ym-0.3,txt,'fontsize',16) %显示电荷比

MATLAB在二元阵方向图乘积定理教学中的应用

MATLAB在二元阵方向图乘积定理教学中的应用

摘 要 本文针对天线与电波传播理论课程学习,基于MATLAB语言对二元相似阵方向图乘积定理的进行验证。

关键词 二元相似阵 MATLAB仿真 方向图1 引言天线理论分析实质就是求解满足特定边界条件的麦克斯韦方程组。

但电磁理论抽象、数学推导较为繁琐以及空间概念难以想象等诸多特点,因此利用MATLAB强大的工程绘图功能,对天线进行辅助分析、设计和仿真等就显得格外重要。

本文针对天线理论课程学习,利用MATLAB语言对二元对称振子相似阵进行仿真,其中包括阵因子方向图、方向图乘积定理。

实践证明:利用该软件通过计算机仿真,不仅能够帮助学生理解和掌握二元相似阵基本理论,提高学生的学习效率与学习积极性,而且有助于提高学生利用MATLAB来分析解决实际问题的方法与技巧。

2 二元阵的方向性对于二元相似阵,以天线1为参考天线,天线2相对于天线1的电流关系为I 2=mI 1e jξ,即:天线2的电流振幅为天线1的m 倍,初始相位超前ξ。

则天线阵合成方向函数 为 = (1)其中 为天线1的方向性函数称为元因子; 只与两天线的电流比与相对位置有关称为阵因子;ψ=ξ+kdcosδ,k为波数,d为两元天线的间距,δ为电波射线与天线阵轴线之间的夹角。

式(1)表明由相似元组成的二元阵,其方向函数(或方向图)等于单元天线的方向函数(或方向图)与阵因子(或方向图)的乘积,这就是方向图乘积定理。

3 方向图乘积定理的验证3.1 验证二元齐平行阵方向图乘积定理两个半波振子的轴线沿z轴方向,并沿y轴方向组成二元齐平行阵,其间距d=0.25λ,电流 ,验证方向图乘积定理。

根据题意可得:3.1.1 E面方向图乘积定理的验证。

根据题意可知,E面为(yOz 即: ),因此E面方向性函数为:根据方向性函数,利用Matlab画出E面元因子、阵因子、二元阵方向图如图7所示:MATLAB在二元阵方向图乘积定理教学中的应用侯维娜 刘占军(重庆邮电大学光电工程学院)3.1.2 H面方向图乘积定理的验证。

基于Matlab模拟点电荷电场线和等势线

基于Matlab模拟点电荷电场线和等势线

基于Matlab模拟点电荷电场线和等势线电场线和等势线是理解电场分布的一个重要工具。

在Matlab中,我们可以使用特定的函数和工具箱来模拟和绘制电场线和等势线。

要模拟电场线和等势线,首先需要定义电场中的点电荷和电荷的分布。

对于一个点电荷,在Matlab中可以使用"charge()"函数定义其位置和大小。

例如,我们可以定义一个正电荷位于(0,0)处,并设置其电荷量为1:charge([0 0],1)对于分布在空间中的多个电荷,可以使用矢量或矩阵来存储其位置和大小。

例如,我们定义了三个电荷,分别位于(-1,0)、(1,0)和(0,1),且其电荷量依次为1、2、3:pos=[-1 0;1 0;0 1];charge=[1 2 3];charge(pos,charge)定义好电荷后,就可以计算电场线和等势线的分布。

在Matlab中,可以使用"streamline()"函数和"contour()"函数来分别计算和绘制电场线和等势线。

[X,Y]=meshgrid(-2:.2:2,-2:.2:2); %定义网格点Ex=@(x,y)x./((x+1).^2+y^2).^(1/2)-x./((x-1).^2+y^2).^(1/2); %定义库仑电场x方向分量Ey=@(x,y)y./((x+1).^2+y^2).^(1/2)-y./((x-1).^2+y^2).^(1/2); %定义库仑电场y方向分量startx=[0]; %定义起始点x坐标starty=[0]; %定义起始点y坐标streamline(X,Y,Ex,Ey,startx,starty);对于等势线的绘制,可以使用"contour()"函数。

该函数需要定义等势线函数(在这里,我们使用库仑势能定义等势线)和不同等势线对应的值。

例如,我们定义一个库仑势能,由两个位于(-1,0)和(1,0)的单位电荷产生:V=@(x,y)1./((x+1).^2+y^2).^(1/2)+1./((x-1).^2+y^2).^(1/2); %定义库仑势能 contour(X,Y,V([-5:.5:5; -5:.5:5])) %绘制等高线此外,我们还可以使用"quiver()"函数来绘制电场的矢量图,以更直观地展示电场的分布情况。

利用matlab绘制电基本振子E面方向图和空间立体方向图 2

利用matlab绘制电基本振子E面方向图和空间立体方向图 2

微波技术与天线实验报告学院:信电学院班级:通信2班姓名:学号:2014年4月29日利用matlab绘制电基本振子E面方向图和空间立体方向图一、实验目的1、复习Matlab的使用。

2、利用Matlab绘制电基本振子E面方向图。

3、利用Matlab绘制电基本振子空间立体方向图。

二、实验原理电基本振子(Electric Short Dipole)又称电流元,它是指一段理想的高频电流直导线,其长度l远小于波长λ,其半径a远小于l,同时振子沿线的电流I 处处等幅同相。

用这样的电流元可以构成实际的更复杂的天线,因而电基本振子的辐射特性是研究更复杂天线辐射特性的基础。

三、实验设备仿真软件matlab7.0计算机、四、实验内容及步骤1、根据电基本振子方向函数利用Matlab编程,并画出其E方向图。

源程序如下:sita=meshgrid(eps:pi/180:pi);fai=meshgrid(eps:2*pi/180:2*pi)';f=abs(sin(sita));fmax=max(max(f));a=linspace(0,2*pi);f=sin(a);subplot(1,1,1),polar(a,abs(f)); title('电基本振子E平面');运行结果如图1(电基本振子E方向图)。

2、利用Matlab绘制电基本振子空间立体图。

代码如下:sita=meshgrid(eps:pi/180:pi);fai=meshgrid(eps:2*pi/180:2*pi)';f=abs(sin(sita));2 2fmax=max(max(f));[x,y,z]=sph2cart(fai,pi/2-sita,f/fmax);subplot(1,1,1),mesh(x,y,z);axis([-1 1 -1 1 -1 1]);title('电基本振子空间立体方向图');运行结果如图2(电基本振子空间立体方向图)。

利用Matlab模拟点电荷系的电场线和等势面

利用Matlab模拟点电荷系的电场线和等势面

利用Matlab模拟点电荷系的电场线和等势面陈伟;易志俊;丁益民【摘要】根据电场叠加原理,利用Matlab的绘图功能,绘出二维平面内点电荷系的等势面和电场线.以三个点电荷为例,模拟了它们的电场线和等势面,并通过改变电荷的位置和电荷量的大小对电场的分布情况进行分析比较,在教学中能起到很好的演示作用.【期刊名称】《大学物理实验》【年(卷),期】2014(027)003【总页数】3页(P94-96)【关键词】等势面;电场线;Matlab【作者】陈伟;易志俊;丁益民【作者单位】湖北大学,湖北武汉430062;湖北大学,湖北武汉430062;湖北大学,湖北武汉430062【正文语种】中文【中图分类】O4-39电场线和等势面是描述电场性质的重要的物理量,在物理教学中,通常需要绘制点电荷系的电场线和等势面,因此研究用计算机绘制电场线和等势面具有重要的现实意义。

Matlab是一种广泛应用于科研、工程计算和数值分析的高级语言,它以矩阵为基本的数据操作对象,进行高性能的数值计算和符号计算,并拥有强大的绘图功能。

在物理仿真中具有明显的优势。

近年来许多老师对用Matlab模拟点电荷电场进行了研究。

莫照等人通过数学建模的过程,将物理问题变成了数学问题,进而用Matlab模拟了双“点电荷”的电场和等位线[1];王明美也通过Matlab模拟了两个点电荷体系的电场线和等势线[2-3];向罗杰等人结合电场方程和泰勒展开式,分析电场线的性质,利用Mathematica模拟了共线的三个点电荷电场线的分布[4]。

本文首先计算出点电荷系在平面某点的电势叠加,利用Matlab的命令绘出等势面,然后结合电场线和等势面的垂直关系,绘出电场线。

这里对点电荷的分布以及电荷量没有特殊要求,由用户自己根据实际需要在一定范围内输入点电荷系的位置和电荷量,即可显示出其电场线和等势面,具有良好的普遍性和交互性,便于学生对点电荷系电场的规律进行探究式的学习。

微波与天线习题与解答一根特性阻抗为50Ω、长度为01875m的无耗

微波与天线习题与解答一根特性阻抗为50Ω、长度为01875m的无耗

微波与天线习题与解答1. 一根特性阻抗为50 Ω、长度为0.1875m 的无耗均匀传输线, 其工作频率为200MHz, 终端接有负载Z l =40+j30 (Ω), 试求其输入阻抗。

解:由工作频率f=200MHz 得相移常数β= 2πf /c = 4π/3。

将Z l =40+j 30 (Ω), Z c =50 Ω, z = l = 0.1875m 及β值代入公式, 有讨论:若终端负载为复数, 传输线上任意点处输入阻抗一般也为复数,但若传输线的长度合适, 则其输入阻抗可变换为实数, 这也称为传输线的阻抗变换特性。

2.一根75Ω均匀无耗传输线, 终端接有负载Z l =R l +jX l ,欲使线上电压驻波比为3, 则负 载的实部R l 和虚部X l 应满足什么关系?解: 由驻波比ρ=3, 可得终端反射系数的模值应为于是将Z l =R l +jX l , Z c =75代入上式, 整理得负载的实部R l 和虚部X l 应满足的关系式为(R l -125)2+X l 2=1002即负载的实部R l 和虚部X l 应在圆心为(125, 0)、半径为100的圆上, 上半圆对应负载为感抗, 而下半圆对应负载为容抗。

3.设有一无耗传输线, 终端接有负载Z l =40-j 30(Ω)① 要使传输线上驻波比最小, 则该传输线的特性阻抗应取多少? ② 此时最小的反射系数及驻波比各为多少? ③ 离终端最近的波节点位置在何处?解: ① 要使线上驻波比最小, 实质上只要使终端反射系数的模值最小, 即其为零, 经整理可得402+302-Z 2c =0 Z c =50Ω将上式对Z c 求导, 并令当特性阻抗Z c =50Ω时终端反射系数最小, 驻波比也为最小。

② 此时终端反射系数及驻波比分别为③ 终端为容性负载, 故离终端的第一个电压波节点位置为 ④ 终端负载一定时, 传输线特性阻抗与驻波系数的关系曲线如图所示。

其中负载阻抗Z l =40-j 30(Ω)。

基于Matlab平台实现电法数据的三维可视化

基于Matlab平台实现电法数据的三维可视化

基于Matlab平台实现电法数据的三维可视化朱占升;谭捍东【摘要】The electrical information obtained by 3D collection and 3D inversion is stereoscopic. The best way to show electrical results is displaying 3D body of data stereoscopically, rapidly and efficiently. In this paper, in combination with the characteristics of electrical data, the authors realized 3D visual presentation of electrical data by using graphic user interface ( GUI) on the Matlab platform. The program can be used to study the characteristics of 3D electrical results and is also of reference value for visualization of other geophysical data.%电法三维数据采集和三维正反演获得的信息是三维分布的.对这些三维数据体进行快速有效的立体显示是展示电法成果的最好方式.结合电法数据的特点,以Matlab2010b为平台实现了电法数据的三维可视化.该程序可方便地用于研究电法成果的三维展布特征,也可为其他地球物理数据的三维可视化所参考.【期刊名称】《物探与化探》【年(卷),期】2012(036)002【总页数】5页(P312-316)【关键词】Matlab;电法数据;交互式;三维可视化【作者】朱占升;谭捍东【作者单位】中国地质大学地球物理与信息技术学院,北京100083;中国地质大学地球物理与信息技术学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】P631.3;TP3Matlab是矩阵实验室(Matrix Laboratory)的简称,是美国MathWorks公司出品的商业数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括Matlab和Simulink两大部分,其最新版本为Matlab7.11(建造编号R2010b)。

基于MATLAB构建点电荷系的电势与电场强度分布图

基于MATLAB构建点电荷系的电势与电场强度分布图

lSs~1002—4956CNll一2034/T实验技术与管理E邛耐meⅡ血T即hnolo酣帅dM跚ap咖ent第24卷第10期2007年10月v01.24NolO0et2007基于MATLAB构建点电荷系的电势与电场强度分布图孔祥鲲1”,原立格。

,杨宏伟’(1_南京农业大学理学院。

江苏南京210095;2.解放军镇江船艇学院基础部,江苏镇汪212003)摘要:用MArⅡ‘AB程序演示了多个点电荷组成的点电荷系激发的电势分布立体图和场强分布图,结合图像探讨了电荷对称分布情况下,点电荷系的等势面及电场分布的特点以及场强与电势之间的关系。

关键词:MAlIAB;点电荷系;等势面;电场强度;电势分布中图分类号:1P391.9文献标识码:A文章编号:1002—4956(2007)10.0075.04Thedistributiondiagmmsofelectricpotentialandelectriefieldintensityindot-cha唔esystembasedonMA’rLABKONGXiang.kunl”,YUAN“一gel,YANGHo“g.wei‘(1.couegeofsej曲ce,N&njjngA画cllltuIalU上li坩鸬竹,NanJing210095,Clli吡;2.D印心址0fFomldati加ZIlenjiaIlgwatercraftcou89e0fⅡ陀PLA,zhenji卸g212003,chi矾)Abi喇:By珊岫MATuB,“8p啦r画vessityindot-cha蜡etlIearetlledi“bu60ndia酽籼0feJec咄polenⅡal柚delecm丘eldinten.sy8tem,Witll∞:amples0fⅡ”d0I—cha‘gepmrgy8tem,吐lecharacle^BⅡcs0fe叩ipotentiaIsud配e,6elddi嘶bIl6叩0ft}lede嘶cint哪畸arIdtherelalionBhip‰een岫dcp0忙Ⅱt柚andelec伍c6eIdinIe嘣tydi∞Lls埘.potentialdistribIl—Key帅r出:MAILAB;d0卜ch嘲∞s”km;eqllip0Ie而al8毗ke;el哪一c矗eldinten嘶;ele砌ction电场强度、电势是描述静电场属性的重要物理量,剽用等势面和电场线可以形象地描述静电场。

基本振子的辐射

基本振子的辐射

第二章 基本振子的辐射1、基本电振子(Electric Short Dipole )1.1基本振子的辐射场基本电振子又称作元天线或电流元,或基本振子,它是一个长为的无穷小直导线,其上电流为均匀分布I 。

如果建立如图2-1所示坐标系,由电磁场理论很容易求得其矢量位A 为00ˆ()4ˆˆ4j R ll j r z e A z I z R e z Idz z A r ββμπμπ−−−dz ′′===∫ (2.1)图2-1 (a) 基本振子及坐标系 (b) 基本振子及场分量取向在球坐标系中,A 的表示为ˆˆˆr A rA A A θϕθϕ=++ ,利用球坐标中矢量各分量与直角坐标系中矢量各分量的关系矩阵 sin cos sin sin cos cos cos cos sin sin sin cos 0x r y z A A A A A A θϕθϕθϕθθϕθϕθϕϕ⎡⎤⎡⎡⎤⎤⎢⎥⎢⎢⎥=−⎥⎢⎥⎢⎢⎥⎥⎢⎥⎢⎢⎥−⎣⎦⎥⎣⎦⎣⎦(2.2) 因,可得 0x y A A ==cos sin 0r z z A A A A A θϕθθ⎧=⎪=−⎨⎪=⎩ (2.3) 由00A E j A j ωωμε∇∇=−+ i 和01H A μ=∇× ,可得基本振子的电磁场各分量为 02021sin 1411sin 14()1cos 120j r j r j rr r Idz H j e r j r Idz E j e r j r j r Idz E e j r r E H H βϕβθβϕθβθπββηθπββηθβπ−−−⎧⎛⎞=+⎪⎜⎟⎝⎠⎪⎪⎡⎤⎪=++⎪⎢⎥⎨⎣⎪⎛⎞⎪=+⎜⎟⎪⎝⎠⎪===⎪⎩⎦ (2.4) 式中,E 和H 分别为电场强度和磁场强度;下标、r θ、ϕ表示球坐标系中的各分量。

自由空间媒质的介电常数为129018.854/10/3610F m F επ−−=×≈× m ;磁导率为70410/H m μπ−=×;相位常数2/βπλ=;λ为自由空间中的波长;0η=为媒质中的波阻抗,在自由空间中0120ηπ=欧;θ为天线轴与矢量之间的夹角。

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微波技术与天线实验报告
学院:信电学院
班级:通信2班
姓名:
学号:
2014年4月29日
利用matlab绘制电基本振子E面方向图和空间立体方向图
一、实验目的
1、复习Matlab的使用。

2、利用Matlab绘制电基本振子E面方向图。

3、利用Matlab绘制电基本振子空间立体方向图。

二、实验原理
电基本振子(Electric Short Dipole)又称电流元,它是指一段理想的高频电流直导线,其长度l远小于波长λ,其半径a远小于l,同时振子沿线的电流I处处等幅同相。

用这样的电流元可以构成实际的更复杂的天线,因而电基本振子的辐射特性是研究更复杂天线辐射特性的基础。

三、实验设备
计算机、matlab7.0仿真软件
四、实验内容及步骤
1、根据电基本振子方向函数利用Matlab编程,并画出其E方向图。

源程序如下:
sita=meshgrid(eps:pi/180:pi);
fai=meshgrid(eps:2*pi/180:2*pi)';
f=abs(sin(sita));
fmax=max(max(f));
a=linspace(0,2*pi);
f=sin(a);
subplot(1,1,1),polar(a,abs(f)); title('电基本振子E平面');
运行结果如图1(电基本振子E方向图)。

2、利用Matlab绘制电基本振子空间立体图。

代码如下:
sita=meshgrid(eps:pi/180:pi);
fai=meshgrid(eps:2*pi/180:2*pi)';
f=abs(sin(sita));
fmax=max(max(f));
[x,y,z]=sph2cart(fai,pi/2-sita,f/fmax);
subplot(1,1,1),mesh(x,y,z);
axis([-1 1 -1 1 -1 1]);title('电基本振子空间立体方向图');
运行结果如图2(电基本振子空间立体方向图)。

图1 电基本振子E方向图
图2 电基本振子空间立体方向图
五、实验小结
通过MATLAB编程,熟悉了MATLAB的基本使用方法,对电基本振子的E方向图和空间立体图有了深入的了解,在实验中遇到的编程错误让我认识到了自己的
不足,在今后的学习中一定要养成细心的好习惯,为以后的学习打下了坚实的基础。

利用matlab绘制对称振子天线E方向图及空间立体方向图
一、实验目的
1、复习Matlab的使用。

2、 利用Matlab 绘制对称振子天线E 面方向图。

3、 利用Matlab 绘制对称振子空间立体方向图。

二、 实验原理
1、 对称振子是中间馈电,其两臂由两段等长导线构成的振子天线。

2、 对称振子以波腹电流归算的方向函数为 :
()cos(cos )cos()()60/sin m E kl kl f I r θθθθθ
-== 上式实际上也就是对称振子E 面的方向函数。

三、 实验设备
计算机、matlab7.0仿真软件
四、 实验内容及步骤
1、 根据对称振子方向函数利用Matlab 编程,并画出其E 方向图。

源程序如下:
clear all;
close all;
sita=eps:pi/90:2*pi;
fi= eps:pi/90:2*pi;
f1=cos(pi/2*cos(sita))./sin(sita);
f2=cos(pi/4*(3*sin(sita)+1));
f=abs(f1).*abs(f2);
f=f/max(f);
subplot(121);
polar(sita,f);title('对称振子E 平面');
运行结果如图1所示(对称振子E 平面图)。

2、 利用Matlab 绘制电基本振子空间立体图。

代码如下:
clear;
m=moviein(20);
for i=1:20;
sita=meshgrid(eps:pi/180:pi);
fai=meshgrid(eps:2*pi/180:2*pi)';
l=i*0.1;
r=abs(cos(2.*pi.*l.*cos(sita))-cos(2*pi*l))./(sin(sita)+eps); rmax=max(max(r));
[x,y,z]=sph2cart(fai,pi/2-sita,r/rmax);
mesh(x,y,z);
axis([-1 1 -1 1 -1 1]);title('对称振子空间立体方向图');
m(:,i)=getframe;
end;
运行结果如图2所示(对称振子空间立体方向图)。

图1 对称振子E平面图
图2 对称振子空间立体方向图
五、实验小结
通过MATLAB编程,很好的复习了Matlab软件的使用,熟悉对称振子的辐射特性,了解对称振子E方向图和空间立体方向图。

熟悉了MATLAB的基本使用方法,对对称振子有了深入的了解,为以后的学习打下了基础。

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